Transmisión automática

Una transmisión automática o “cambio automático”es una caja de cambios de automóviles u otro tipo devehículos que puede encargarse por sí misma de cam-biar la relación de cambio automáticamente a medidaque el vehículo se mueve, liberando así al conductor dela tarea de cambiar de marcha manualmente. Dispositi-vos parecidos pero más grandes también se usan en laslocomotoras diésel y máquinas de obras públicas, y engeneral cuando hay que transmitir un par muy elevado.Tradicionalmente las desmultiplicaciones no se obtienencon engranajes paralelos, como en los cambios manua-les, sino con engranajes epicicloidales (ver figura). Me-diante unos dispositivos de mando hidráulico adecuadose inmoviliza selectivamente uno omás de los componen-tes de dichos trenes epicicloidales, denominados tambiénengranajes planetarios

1 Transmisiones automáticas hi-dráulicas de patos modificadospor herrera

El tipo predominante de transmisión automática es la quefunciona hidráulicamente, usando un acoplamiento fluidoo convertidor de par y un conjunto de engranajes plane-tarios para proporcionar una multiplicación del par.El convertidor de par consta de una bomba (que lanza elaceite hidráulico) y una turbina (que recibe el aceite). Labomba lanza el fluido con una determinada fuerza y la tur-bina recibe de la bomba gran parte de la fuerza mecánicadel mismo, alrededor de un 90%, siendo ese porcentajeincluso del 100% cuando el convertidor dispone de un“embrague de convertidor” o “puenteo” hidromecánico.

2 La bomba de Aceite

La transmisión automática tiene muchos componentes,pero el más importante es la bomba de aceite, ya que su-

Cambio automático seccionado

ministra un caudal de aceite que viaja a través de la trans-misión para lubricar los engranes y otros componentes.La bomba esta ubicada en el cuerpo de la caja donde en-castra el convertidor de par.

3 Funcionamiento

El conjunto de un cambio automático consta de 4 com-ponentes mecánicos principales:1. El convertidor de par, que en el momento del arranquedel vehículo reduce las revoluciones del motor hacia elprimario o entrada al cambio, ganando en la misma pro-porción par motor, para irlas igualando progresivamenteal ir el vehículo alcanzando una mayor velocidad, hastaque el par del motor y el del primario se igualan cuandolas velocidades son las mismas.2. Los engranajes que constituyen las velocidades, queson generalmente conjuntos de trenes epicicloidales (verfigura) que se acoplan y desacoplan con frenos y embra-gues de discos múltiples accionados por presión hidráu-lica.3. El conjunto o “caja” de válvulas hidráulicas que se-leccionan los diferentes frenos y embragues, para ir cam-biando las velocidades.

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2 3 FUNCIONAMIENTO

Convertidor de par seccionado

4. La bomba hidráulica que suministra la presión paraaccionar los frenos y embragues, así como para el con-vertidor.¿Cómo se determinan los puntos de cambio?El momento de decisión para saber cuándo se pasa de unavelocidad a otra depende de 2 parámetros:a) La posición del pedal acelerador, es decir la carga mo-tor que demanda el conductor al vehículo (cuesta arriba,llano, descenso, número de pasajeros o de carga).b) La velocidad del vehículo.Esto permitirá a la transmisión cambiar a relaciones máslargas más tarde y a mayor régimen motor cuando circulecuesta arriba respecto de cuando circule cuesta abajo o enllano.Antiguamente, el control de los frenos y embragues se ha-cía de modo exclusivamente hidráulico, mediante una se-rie de válvulas hidráulicas reguladas mecánicamente des-de el pedal acelerador para el parámetro de carga por unlado, y de modo centrífugo (salida de la transmisión) parael parámetro de la velocidad del vehículo. Desde hace yaaños, estas señales se detectan eléctricamente y se proce-san electrónicamente, encargándose un calculador o uni-dad electrónica de mando del cambio (TCM) de activarlas válvulas de mando, que ahora son electrohidráulicas.En caso de fallo eléctrico o electrónico, siempre que hayapresión hidráulica se sigue disponiendo de las posicionesbásicas mecánicas que se describen a continuación, que-dando en la “D” normalmente fija una desmultiplicación,la 4.ª o 3.ª según el número de marchas.¿Qué significa cada una de las posiciones de la palan-ca?

Palanca de cambios de un cambio automático

La mayoría de las transmisiones automáticas permitenseleccionar mecánicamente entre un conjunto de rangosde marchas, que como mínimo comprenden el siguienteorden:1) “P” (Parking) de estacionamiento en la que no haytransmisión de fuerza, y además bloquea el eje de sali-da de la transmisión mecánicamente.2) “R” (Reverse) para marcha atrás.3) “N” (Neutral) En la cual no hay transmisión de fuerza,equivale al punto muerto de un cambio manual.4) “D” (Drive) Para marcha hacia adelante, en la cual en-tran todas las desmultiplicaciones, desde la primera hastala cuarta, quinta o más según el fabricante.Además de estas 4 posiciones, es muy frecuente:5) “S” (Sport) de funcionamiento similar a la posición“D” pero con cambios más rápidos, bruscos y a unas re-voluciones mayores.6) “L” (Low) Para impedir que entren las marchas máslargas, sólo primera y segunda, en caso de fuertes pen-dientes, además permite retener al bajar las mismas pen-

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dientes. En algunos fabricantes se sustituye la “L” por“3”, “2”, “1” dependiendo del fabricante en las cualesse obliga a mantener como máximo la desmultiplicaciónmayor. Cabe destacar que en Venezuela se llama de mo-do coloquial a lo anteriormente mencionado “L3”, “L2”y “L1 extquotedbl; respectivamente.7) “M” (Manual) Suele encontrarse al lado de la posición“D” en la cual los movimientos de la palanca, marcadoscon extquotedbl+ extquotedbl y con extquotedbl- extquo-tedbl, permiten subir y bajar de marchas a voluntad, conla cual hay además posibilidad de retención en los des-censos (ver figura).8) “W” (Winter) No es muy común y menos como posi-ción. Se puede encontrar como un funcionamiento espe-cial de la posición “D” en la cual la salida y los cambiosde marcha se realizan de forma mas suave para evitar quelas ruedas patinen cuando el suelo se encuentra con esca-so agarre.Como dispositivo de seguridad, el accionamiento del mo-tor de arranque sólo es posible en “P” y en “N”, siendoincluso imposible en vehículos recientes sacar la llave delcontacto si no está la palanca en “P”, o sacar la palancade “P” con el motor parado si no se mantiene el frenopisado.En los Estados Unidos la mayoría de los vehículos ven-didos desde los años 1950 equipan un cambio automá-tico, a diferencia de lo que ocurre en Europa y en granparte del resto del mundo. Las transmisiones automáti-cas, especialmente las más antiguas, penalizan en algunamedida el consumo de combustible. Donde el combus-tible es caro y, por tanto, los motores suelen ser peque-ños, estas penalizaciones son insalvables. En los últimosaños, las transmisiones automáticas han mejorado signi-ficativamente su capacidad para mejorar los consumos,pero las transmisiones manuales siguen siendo en gene-ral más eficientes siempre que el vehículo es conducidocon el motor a unas revoluciones que coincidan con elpar óptimo por un conductor experimentado. Esta situa-ción puede invertirse definitivamente con la introducciónde transmisiones variables continuas o inclusive los cam-bios robotizados o de doble embrague como el DSG delGrupo Volkswagen, el DKG utilizado por BMW en susmodelos deportivos o el PowerShift de Ford (véase másabajo).Sin embargo, algunas máquinas simples con rangos limi-tados de velocidad o velocidades de motor fijas usan sóloun convertidor de par para proporcionar una desmultipli-

cación variable entre el motor y las ruedas. Ejemplos típi-cos son las carretillas elevadoras y algunos cortacéspedesmodernos.

Engranaje epicicloidal

En la actualidad, en autobuses y camiones se pueden en-contrar cajas de cambio automáticas, las cuales permitenuna marcha más suave y una mayor seguridad, al dejarque los conductores se puedan concentrar en el caminosin preocuparse por el cambio de marchas, y proporcio-nan una mayor suavidad de marcha para el confort de lospasajeros.

4 Transmisiones variables conti-nuas

Recientemente los fabricantes han empezado a vendertransmisiones variables continuas. Estos diseños puedencambiar las relaciones de un modo continuo en lugar deentre una serie limitada de desmultiplicaciones fijas. Apesar de que los prototipos de estos sistemas de transmi-sión (denominados genéricamente CVT = ContinuouslyVariable Transmission) existen desde hace décadas, esahora cuando están alcanzando la viabilidad comercial.Este tipo de transmisión deriva de la transmisión de fric-ción de las primeras décadas del siglo XX. El desarrolloreciente se originó en un diseño de NSK en la década de1980. Posteriormente se añadió Nissan, que junto a NSKy una importante compañía de lubricantes japonesa lo-graron resultados satisfactorios. Se la denomina tambiéntransmisión toroidal.

5 Enlaces externos• El Funcionamiento y Cuidado de la Transmisión

4 5 ENLACES EXTERNOS

Automática

• Cambio DSG: Como funciona

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